爬桿機器人攀爬機器機械部分的設計【含CAD圖紙和說明書】
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編號: 畢業(yè)設計(論文)開題報告題 目: 一種攀爬機器機械部分的設計 院 (系): 機電工程學院 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 學生姓名:學 號: 指導教師單位: 姓 名:職 稱:題目類型:理論研究 實驗研究 工程設計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 年3月1日1畢業(yè)設計的主要內(nèi)容、重點和難點等1.設計內(nèi)容:1、查閱文獻資料,進行相關調(diào)研,了解目前已有的攀爬機械的工作原理及結(jié)構(gòu)設計特點,做好設計前的準備工作。2、根據(jù)給定的設計數(shù)據(jù)要求,提出攀爬機器的設計方案(兩種及兩種以上),進行比較后選出最佳方案作為設計對象;3、對攀爬機器的各部分結(jié)構(gòu)尺寸進行具體設計、進行必要的設計計算及受力分析,并選擇合適的零件材料;4、運用CAD、CAXA等CAD工具進行輔助設計,完成攀爬機器的整體結(jié)構(gòu)的設計,繪制其零件圖、裝配圖。5、熟悉零件的加工工藝,對典型零件進行加工工藝路線分析;6、總結(jié)設計數(shù)據(jù),整理設計思路,編寫設計說明書;7、獨立完成與課題相關,不少于四萬字符的指定英文資料翻譯(附英文原文);8、完成相關設計計算及機械設計圖(要求繪圖工作量折合A0圖紙3張以上)。2、重點難點:本次畢設的重點主要是設計爬竿機器人的機械控制結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)方案的確定,包括如何實現(xiàn)攀爬直桿和負重運輸。齒輪和直桿的工藝計算和工藝選擇。難點在于所選擇的方案的合理性和可行性。2準備情況(查閱過的文獻資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設備、實驗條件等)1.課題研究背景 機器人(Robot)是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮, 又可以運行預先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領行 動。國際上對機器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般說來,人們都可以接 受這種說法,即機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種 機器。聯(lián)合國標準化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人下的定義:“一 種可編程和多功能的,用來搬運材料、零件、工具的操作機;或是為了 執(zhí)行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)?!?而機器人學是一門高度交叉的前沿學科,是典型的的機電一體化技術(shù)系 統(tǒng)。它涉及機械學電子工程學計算機科學與工程人工智能生物學人 類學社會等眾多領域。 在機器人技術(shù)快速發(fā)展的今天,不管是作為一名現(xiàn)代工程師,還是理工科 大學學生,都有必要學習,掌握一些機器人學方面的知識,特別是機械專業(yè)的 學生,機器人技術(shù)可以說是一門必修課。為了滿足社會的需求,攀爬機器人的研究力度越來越大。目前,攀爬機器人應用更為廣泛,已在消防、核工業(yè)、石化行業(yè)、建筑行業(yè)、高空作業(yè)等危險領域得到了廣泛應用;其目的是代替人類, 人類帶來了極大的工作效益和安全保障,從而受到人們的高度重視。鑒于以上特點,開發(fā)具有攀爬功能的機器人代替人去從事危險工作將有重要意義。目前,很多高校和科研院所已研制出或正在研制攀爬機器麻省理工學院研制了一種能爬窗梁的機器人shady3D南京航空航天大學研制了仿壁虎機器人,該機器人能夠在豎直墻面和天花板上進行運動。國科學院沈陽自動化研究所研制了一種5自由度爬壁 機器人,不僅能實現(xiàn)爬行和轉(zhuǎn)向,且能在壁面之間實現(xiàn)過渡援式吸附、干性黏合劑吸附和負壓吸附。2.現(xiàn)有設備(1)計算機一臺;(2)設計軟件(Solidworks2013、CAXA2013)。3.參考文獻:1 江勵.雙手爪式模塊化仿生攀爬機器人的研究D. 華南理工大學.2012 2 蔡傳武.爬桿機器人的攀爬控制D. 華南理工大學 2011 3 陳亮.焊接機器人路徑規(guī)劃問題的算法研究D. 武漢科技大學. 2010 4 郭敏.帶視覺的雙臂機器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃D. 東北大學. 2008 5 Wing Kwong Chung,Yangsheng Xu,Ou Ma.Minimum Energy Demand Locomotion on Space StationJ. Journal of Robotics . 2013 6 Tin Lun Lam,Yangsheng Xu.Motion planning for tree climbing with inchwormlike robotsJ. J. Field Robotics . 2012 (1) 7 Tin Lun Lam,Yangsheng Xu.Biologically inspired treeclimbing robot with continuum maneuvering mechanismJ. J. Field Robotics . 20128 蔡傳武. 爬桿機器人的攀爬控制D. 華南理工大學 .2011 9 周芳,朱齊丹,趙國良.基于改進快速搜索隨機樹法的機械手路徑優(yōu)化J. 機械工程學報. 2011(11) 10 江勵,管貽生,蔡傳武,朱海飛,周雪峰,張憲民.仿生攀爬機器人的步態(tài)分析J. 機械工程學報. 2010(15) 11 夏澤洋,陳懇.仿人機器人足跡規(guī)劃建模及算法實現(xiàn)J. 機器人. 20084 M. Tavakoli, L. Marques, A. T. de Almeida. 3dclimber: Climbing and Manipulation Over 3d StructuresJ. The Journal of Mechatronics, 2010, 213、實施方案、進度實施計劃及預期提交的畢業(yè)設計資料1.實施方案(1)掌握一種三維制圖軟件Pro/E(2)對攀爬機器人進行結(jié)構(gòu)設計(3)運用三維制圖軟件繪制攀爬爬行機器人的裝配圖8(4)繪制攀爬爬行機器人的主要零件圖(5)完成畢業(yè)設計說明書2.進度實施計劃第1周:搜集整理并認真閱讀課題相關的中文及外文文獻;第2周:對設計過程制定確切的計劃,撰寫開題報告;第3-4周:完成畢業(yè)設計課題方案的設計,確定出符合要求的方案;第5-6周:繪制出爬桿機器人的結(jié)構(gòu)圖; 第7-8周:完成爬桿機器人裝配圖、零部件設計,確定各個零部件的尺寸;第9-10周:整個機器人的裝配方案,并繪制出二維圖、三維圖;第11周:呈交指導老師審閱,檢查,修改圖紙;第12-15周:完整編制出設計說明書,打印裝訂說明書、設計圖紙以及其他資料;第16周:完成答辯前的其他準備工作,準備好答辯。3.預期提交畢設設計資料1、 二萬字左右的一種攀爬機器機械部分的設計設計說明書(論文),說明書給出三個以上可行方案并進行比較,確定一個最佳方案,按最佳方案進行具體的、詳細的設計系統(tǒng),設計過程有理論分析、強度剛度分析,附有任務書2、不少于四萬字符的指定英文資料翻譯(附英文原文);3、二維工程圖、零件裝配圖、非標準零件圖(折合3張以上A0圖紙)。指導教師意見指導教師(簽字): 2016年03月 日開題小組意見開題小組組長(簽字):2016年03 月 日 院(系、部)意見 主管院長(系、部主任)簽字: 2016年03月 日- 6 -
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